一种单晶硅棒中缺陷的检测方法及系统技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种单晶硅棒中缺陷的检测方法及系统；所述检测方法包括：从单晶硅棒的P

【技术实现步骤摘要】
一种单晶硅棒中缺陷的检测方法及系统


[0001]本专利技术实施例涉及硅片缺陷检测
，尤其涉及一种单晶硅棒中缺陷的检测方法及系统。

技术介绍

[0002]利用磁场直拉法(Magnetic
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field
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applied Czochralski method，MCZ)所制备的单晶硅棒经常会具有各种各样的晶体缺陷，根据缺陷形成原理不同，通常将这些晶体缺陷可以分为空位型缺陷和间隙性缺陷。在拉晶工艺结束后，一般会进行择优腐蚀，以判断是否单晶硅棒中具有流动图案缺陷(Flow Pattern Defect，FPD)和大错位凹陷(Large Dislocation Pit，LDP)缺陷，这两种缺陷也是确定单晶硅棒是否为无晶体原生颗粒(COP(Crystal Original Particle)free)的重要判断标准。
[0003]随着拉晶技术的逐步发展，以及硅片对体微缺陷(Bulk Micro Defects，BMD)的要求越来越严格，拉晶过程中有时会通过掺杂含氮硅片(SiN)的方式，控制BMD的数量，进而控制硅片的内吸杂能力，这是外延产品中常用的生产方式。在这一过程中，发现随着单晶硅棒中氮含量的增加，在不会出现FPD和LDP的P
‑
band区域出现了一种不同于FPD和LDP的全新缺陷，该缺陷会在拉速较高、氮浓度较高的位置产生，也会对硅片的性能产生影响，比如PN结漏电、槽型电容短路或绝缘失效等。因此，在单晶硅棒中必须检测并识别到该缺陷，以避免含有该缺陷的硅片流出。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术实施例期望提供一种单晶硅棒中缺陷的检测方法及系统；能够在单晶硅棒的检测阶段识别氮生缺陷(Nitrogen Defect Pits，NDP)，避免不良硅片流出的可能。
[0005]本专利技术实施例的技术方案是这样实现的：
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种单晶硅棒中缺陷的检测方法，所述检测方法包括：
[0007]从单晶硅棒的P
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band区域进行切割以制备得到待测硅片；
[0008]对所述待测硅片进行酸性腐蚀以对所述待测硅片的表面厚度进行减薄处理以去除所述待测硅片表面的损伤层；
[0009]对减薄后的所述待测硅片采用赛科腐蚀液进行腐蚀以使得所述待测硅片中的缺陷被显现；
[0010]对所述待测硅片中的缺陷进行检测，当所述缺陷的特征满足设定的条件时判定为NDP缺陷。
[0011]第二方面，本专利技术实施例提供了一种单晶硅棒中缺陷的检测系统，所述检测系统包括：
[0012]切割装置，所述切割装置用于从单晶硅棒的P
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band区域进行切割以制备得到待测
硅片；
[0013]酸性腐蚀装置，所述酸性腐蚀装置用于对所述待测硅片进行酸性腐蚀以对所述待测硅片的表面厚度进行减薄处理以去除所述待测硅片表面的损伤层；
[0014]赛科腐蚀装置，所述赛科腐蚀装置用于对减薄后的所述待测硅片采用赛科腐蚀液进行腐蚀以使得所述待测硅片中的缺陷被显现；
[0015]检测装置，所述检测装置用于对所述待测硅片中的缺陷进行检测，当所述缺陷的特征满足设定的条件时判定为NDP缺陷。
[0016]本专利技术实施例提供了一种单晶硅棒中缺陷的检测方法及系统；通过单晶硅棒切割获得待测硅片以进行酸性腐蚀后，采用赛科腐蚀液对待测硅片再次进行腐蚀使得待测硅片中的缺陷显现出来，从而通过对待测硅片中的缺陷进行检测，当待测硅片中的缺陷表现出的特征满足设定的判定条件时即可确定单晶硅棒中存在NDP缺陷。通过本专利技术实施例提供的检测方法能够明确NDP缺陷的表现特征，并及时在掺氮单晶硅棒中检测出NDP缺陷，避免了性能不良的硅片流出至市场，提高了硅片良率。
附图说明
[0017]图1为本专利技术实施例提供的掺氮单晶硅棒的内部缺陷分布示意图；
[0018]图2为本专利技术实施例提供的一种单晶硅棒中缺陷的检测方法流程示意图；
[0019]图3为本专利技术实施例提供的目视检测下待测硅片表面的缺陷示意图；
[0020]图4为本专利技术实施例提供的一种呈环状的NDP缺陷分布示意图；
[0021]图5为本专利技术实施例提供的另一种呈环状的NDP缺陷分布示意图；
[0022]图6为本专利技术实施例提供的一种呈环状与圆盘状组合的NDP缺陷分布示意图；
[0023]图7为本专利技术实施例提供的一种呈圆盘状的NDP缺陷分布示意图；
[0024]图8为本专利技术实施例提供的NDP缺陷形貌示意图；
[0025]图9为本专利技术实施例提供的NDP缺陷形貌放大示意图；
[0026]图10为本专利技术实施例提供的NDP缺陷密度分布示意图；
[0027]图11为本专利技术实施例提供的NDP缺陷直径尺寸示意图；
[0028]图12为本专利技术实施例提供的一种单晶硅棒中缺陷的检测系统组成示意图。
具体实施方式
[0029]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0030]参见图1，其示出了掺氮单晶硅棒的内部缺陷分布图。具体如图1所示，单晶硅棒中BMD密度等于或大于1
×
108个/cm3的区域被定义为包含氧析出促进区域(以下简称“Pv区域”)，OSF区域和空位富集区域(以下简称“V
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rich区域”)，其中OSF区域也称为P
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带区域(以下简称P
‑
band区域)；而BMD密度小于1
×
108个/cm3的区域被定义为包含氧析出抑制区域(以下简称“Pi区域”)，B
‑
带区域(以下简称B
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band区域)和间隙硅富集区域(以下简称“I
‑
rich区域”)；而在P
V
区域与P
i
区域之间的边界位置上的V/G值被定义为(V/G)临界。
[0031]目前发现随着氮含量的逐渐增加，在不会出现FPD和LDP的P
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band区域出现了一种全新的缺陷，该缺陷会对由单晶硅棒制备而成的硅片的性能产生极大的影响。由于该缺陷
主要产生于高氮浓度的单晶硅棒部分且由氮核沉淀而产生，因此称该缺陷为氮生缺陷(Nitrogen Defect Pits，NDP)。但是，NDP缺陷无法通过FPD和LDP的检测方法识别。因此，本专利技术实施例期望提供一种检测单晶硅棒中NDP缺陷的方法以及时在单晶硅棒的检测阶段发现该缺陷，进而阻止不良产品流出。
[0032]参见图2，其示出了本专利技术实施例提供的一种单晶硅棒中缺陷的检测方法，所述检测方法包括：
[0033]S201、从单晶硅棒的P
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band区域进行切割以制备得到待测硅片；
[0034]S202、对所述待测硅片进行酸性腐蚀以对所述待测硅片的表面厚度进行减薄处理以去除所述待测硅片表面的损伤层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单晶硅棒中缺陷的检测方法，其特征在于，所述检测方法包括：从单晶硅棒的P
‑
band区域进行切割以制备得到待测硅片；对所述待测硅片进行酸性腐蚀以对所述待测硅片的表面厚度进行减薄处理以去除所述待测硅片表面的损伤层；对减薄后的所述待测硅片采用赛科腐蚀液进行腐蚀以使得所述待测硅片中的缺陷被显现；对所述待测硅片中的缺陷进行检测，当所述缺陷的特征满足设定的条件时判定为NDP缺陷。2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述对所述待测硅片进行酸性腐蚀以对所述待测硅片的表面厚度进行减薄处理以去除所述待测硅片表面的损伤层，包括：采用由29％～49％质量浓度的HF溶液和40％～70％质量浓度的HNO3溶液按体积比1:10～2:5混合而成的腐蚀液对所述待测硅片进行酸性腐蚀处理，以使得所述待测硅片的表面厚度被腐蚀减薄150μm以上。3.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于，所述酸性腐蚀的持续腐蚀时间为1min～2min，腐蚀速率控制为100μm/min～150μm/min。4.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述对减薄后的所述待测硅片采用赛科腐蚀液进行腐蚀以使得所述待测硅片中的缺陷被显现，包括：采用由29％～49％质量浓度的HF溶液和60％～100％质量浓度的K2CrO4溶液按体积比1:5～1:2混合而成的赛科腐蚀液对减薄后的所述待测硅片进行腐蚀处理，以使得所述待测硅片的表面厚度被再次腐蚀减薄20μm以上，从而显现所述缺陷。5.根据权利要求4所述的检测方法，其特征在于，所述赛科腐蚀液的持续腐蚀时间为5min～20min，腐蚀速率控制为1μm/min～1.4μm/min。6.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述对所述待测硅片中的缺陷进行检测，当所述缺陷的特征满足设定的条件时判定为NDP缺陷，包括：将再次减薄后的所述待测硅片放置于目视检测装置下进行目视检测，观察所述待测硅片的表面是否出现具有高密度且呈对称图案的缺陷聚集；当所述待测硅片的...

【专利技术属性】
技术研发人员：同嘉锡，请求不公布姓名，
申请(专利权)人：西安奕斯伟硅片技术有限公司，
类型：发明
国别省市：